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自从二十世纪九十年代提出预合金粉概念以来,预合金粉在金刚石工具制造业的应用越来越广泛。进一步提高预合金粉硬度、延展性、冲击强度及烧结性能是目前预合金粉研究热点之一,而预合金粉末粒度超细化是进一步提高预合金粉及金刚石工具性能的有效途径。超细预合金粉末具有优良的烧结性能,不仅可以降低烧结温度,而且在宽的温度范围内胎体烧结后的硬度非常高,可以减少金刚石的热损伤,提高工具胎体把持金刚石力,最终提高工具寿命和效率。此外,超细预合金粉末还可以广泛应用于激光焊接锯片,解决激光锯片胎体材料调节范围窄的缺点。 预合金粉末制造方法分为雾化法、湿法冶金法。常用的制备预合金粉末的方法是雾化法,虽然该法生产的预合金粉末具有烧结温度低、合金化程度高等优点。但是雾化法对设备要求较高,不能低成本生产粒度小于10μm的粉末。因此,研究新的预合金粉末的制备方法具有重要意义。利用湿法冶金法制取粉末可以控制粉末粒度,因而可以生产超细粉末。本文采用共沉淀-还原法制备粒度小于10μm的CuSn合金粉末,较系统地探讨了CuSn合金粉末的制备工艺和烧结工艺对试样力学性能的影响规律。主要研究内容及研究结果如下: 1、以,二水合氯化铜、二水合氯化亚锡为原料,草酸为沉淀剂,用氨水调节反应液的pH值,采用共沉淀法制备前驱体,前驱体的物相组成是单一的固溶体相。将前驱体进行锻烧、还原处理后得到Cu-Sn合金粉末,粉末粒度、形貌、组分含量可控。Cu-Sn合金粉的物相组成是CuSn固溶体。 2、研究了制备过程中共沉淀、还原工艺参数对预合金粉末粒度及氧含量的影响。综合考虑各种因素,实验中所确定的最优共沉淀条件为:加料方式为并加方式,溶液pH值为5.0,溶液浓度为0.4mol/L,反应温度为50℃,陈化时间为1h。综合考虑还原温度和还原时间对粉末粒度和含氧量的影响,为了得到含氧量较低、粒度较小的预合金粉末,确定了共沉淀前驱体的还原温度为400℃,还原时间为60min。 3、对共沉淀法制备的烧结试样和雾化法制各的烧结试样的力学性能进行了对比研究,研究表明:共沉淀法制备的Cu-Sn烧结试样的相对密度、硬度和抗弯强度均高于雾化法制备的Cu-Sn烧结试样,可见相同成分共沉淀法制备的Cu-Sn烧结试样的综合力学性能要优于雾化法制备的Cu-Sn烧结试样。 4、对用于金刚石制品胎体的预合金粉末的力学性能进行了研究,研究表明:在实验烧结温度范围内,随烧结温度升高,Cu-Sn烧结试样综合力学性能下降:在Sn含量变化范围10～20％内,随Sn含量增加,烧结试样综合力学性能提高。